• Kvazāri

Kvazaram novērojamā Visuma malā radio ir pagriezts * uz augšu

• 2024

Astronomi ir atklājuši spēcīgu kvazāru netālu no novērojamā Visuma malas, kas ir satriecoši 13 miljardi gaismas gadu attālumā no Zemes. Lai gan šajā attālumā ir zināmi daudzi kvazāri, šis ir īpašs : Tas ir “radio skaļš”, tas nozīmē, ka tas izlej radio enerģiju, padarot to par daļu no īpašas klases, kas var palīdzēt mums labāk izprast apstākļus, kad Visums bija ļoti jauns.

Kvazāri paši ir īpašs galaktikas veids . Cik zināms, katras lielas galaktikas kodolā ir supermasīvs melnais caurums. Lielākajai daļai galaktiku mūsdienās ir melni caurumi, kas ir klusi, tas ir, aktīvi nebarojas ar materiālu. Piena ceļš ietilpst šajā klasē.

Daži tomēr materiāls iekrīt centrālajā supermasīvajā melnajā caurumā , un mēs tos saucam aktīvās galaktikas . Materiāls, kas iekrīt melnajā caurumā, ap to veido neticami karstu disku, ko sauc par uzkrāšanās disks , un ārpus tā var būt milzīgs virtuļa formas putekļu mākonis.

kāds ir uzburšanas 2 vērtējums

Papildus tam akrecijas diskā ir iestrādāti ārkārtīgi spēcīgi magnētiskie lauki. Kad materiāls virpuļo ap melno caurumu, šie lauki tiek likvidēti kā viesuļvētras, un materiāls tiek spridzināts prom no melnā cauruma ļoti tuvu gaismas ātrumam. Mēs saucam šīs struktūras strūklas , un tās ir milzīgas spējas iezīmes.

Hercules A ir piemērs salīdzinoši tuvu aktīvai galaktikai, kuras melnais caurums sirdī ēd matēriju un izpūš milzīgu daudzumu starojuma un matērijas. Kredīts: NASA, ESA, S. Baum un C. O'Dea (RIT), R. Perley un W. Cotton (NRAO/AUI/NSF) un Habla mantojuma komanda (STScI/AURA)

Tas, ko mēs redzam no aktīvās galaktikas, lielā mērā ir atkarīgs no mūsu skatīšanās ģeometrijas. Ja strūkla ir vērsta uz mums, mēs varam redzēt augstas enerģijas gaismu, piemēram, rentgenstarus un gamma starus. Ja mēs redzam putekļu toru malā, tas var bloķēt lielāko daļu augstas enerģijas materiālu, un mēs redzam tikai optisko vai infrasarkano gaismu. Tur ir vesela aktīvo galaktiku veidu zvērnīca.

Kvazāriem parasti ir daudz augstas enerģijas gaismas (pirmais tika atklāts ar rentgena staru emisiju), un agri tika uzskatīti arī par spēcīgiem radio enerģijas avotiem. Bet, uzzinot vairāk, mēs atklājām, ka radio skaļi kvazāri^*(kā sauc tos, kuriem ir daudz radio emisiju) patiesībā ir mazākumā; tikai 10% no visiem kvazāriem ir radio skaļi.

Shematiski parādīts aktīvās galaktikas centrs, kur akrecijas disks baro supermasīvu melno caurumu, un abus ieskauj milzīgs putekļu tornis. Kredīts: Bils Sakstons, NRAO/AUI/NSF

Jaunatklāto kvazāru sauc par PSO J172.3556+18.7734 (īsumā sauksim to par P172). Tas tika atrasts debess pētījumā, izmantojot optisko gaismu (tādu, kādu mēs redzam), un tam bija krāsas, kas liecināja, ka tas atrodas lielā attālumā. Turpmākais novērojums to apstiprināja, un virkne novērojumu, izmantojot milzīgas darbības jomas, piemēram, Keck un lielo binokulāro teleskopu, apstiprināja tā lielo attālumu: aptuveni 13 miljardi gaismas gadu (vai, precīzāk, pagāja 13 miljardi gadu, lai gaisma sasniegtu mums).

Vairāk novērojumu, izmantojot ļoti lielu masīvu radioteleskopu, arī parādīja, ka atšķirībā no vairuma kvazāru tas izpostīja radio enerģiju. Ir zināmi aptuveni 200 kvazāri, kas atrodas tālāk nekā aptuveni 12,7 miljardi gaismas gadu, un tikai 3 ir radio skaļi. Pie 13 miljardiem ir zināmi tikai 18 kvazāri, un P172 ir vienīgais, kas ir radio skaļš.

Skatoties uz spektri no mērķa astronomi noteica, ka P172 centrālā melnā cauruma masa ir aptuveni 300 miljonus reižu lielāka par Saules masu, padarot to par vidēji smagu (Piena ceļa centrā ir tikai 4 miljoni Saules masu) jāatzīst, ka mūsējais ir mazāks nekā vairums).

Šī daļa ir interesanta: matērijai iekrītot, tā kļūst neticami karsta un ārkārtīgi gaiša. Vienkārši mērot kā spoži, astronomi var noteikt, cik ātri melnais caurums barojas. Parasti ir augšējā robeža ātrumam, kādā tas barojas; matērija kļūst tik karsta, ka tās izstarotās gaismas milzīgais spēks izpūš materiālu, kas iekrīt no tālienes. Šo likmi sauc par Edingtonas limits ; kopumā tas ir ātrākais ātrums, kādā melnais caurums var aizrīties.

Bet melnais caurums P172 centrā barojas ar ātrumu, kas ir daudz lielāks par Edingtonas robežu. Izrādās, ka tas ir iespējams, ja tiek izsmidzinātas arī strūklas; fizika nav labi saprotama, bet šķiet, ka aktīvās galaktikas ar strūklu, it īpaši radio skaļās, spēj daudz ātrāk iepludināt materiālu melnajā caurumā. Tātad fakts, ka šis kvazārs ir tik spilgts, stāsta mums par apstākļiem ap tā melno caurumu.

plakāts dienā, kad zeme apstājās

Mākslas darbs, kas attēlo tālu kvazāru, aktīvi barojošu supermasīvu melno caurumu galaktikas centrā, izspiežot matērijas un enerģijas strūklas. Kredīts: ESO / M. Kornmessers

Arī ļoti tālu radio skaļi kvazāri mēdz atrasties Visuma reģionos, kuros ir vairāk materiālu nekā parasti. Tiek uzskatīts, ka šie milzīgie mākoņi sabrūk, veidojot ne tikai galaktikas, bet arī kopas galaktiku, tāpēc, atrodot radio skaļu kvazāru tik tālu, var arī labāk izprast, kā šīs kopas veidojas.

Ne tikai tas, bet, salīdzinot ar citiem līdzīgiem kvazāriem, P172 radio skaļumā ir aptuveni vidējs. Mēs zinām, ka daži ir daudz spēcīgāki, un tas nozīmē, ka, visticamāk, mēs varam atrast vairāk līdzīgu galaktiku, kas atrodas vēl tālāk! P172 var piederēt pašreizējais radio skaļo kvazāru attāluma rekords, taču maz ticams, ka šī atšķirība saglabāsies ilgi. Un jo vairāk mēs atrodam, jo ​​vairāk mēs saprotam Visumu, kad tas bija nepilnus 800 miljonus gadu vecs.

Man parasti nepatīk rakstīt par salauztiem ierakstiem, jo ​​tie parasti vienkārši atkal sabojājas. Bet šis ir atšķirīgs, jo a) tas ir noderīgi jebkurā laikā, kad šāds objekts tiek atrasts lielā attālumā, un 2) tas, ka tas pastāv šajā attālumā pavisam norāda, ka līdzīgu var būt daudz vairāk.

Objektu atrašana šajos milzīgajos attālumos ir šausmīgi grūts darbs, jo tie ir ārkārtīgi vāji un to nav pārāk daudz debesīs. Labā ziņa ir tā, ka šī mums liek meklēt. Tur var atrast vairāk jautru lietu.

^* Šis termins ir smieklīgs. Radioviļņi ir gaismas veids, nevis skaņa, un cilvēki parasti tos sajauc, jo mēs varam pārvērst radioviļņus par skaņu un pārraidīt informāciju par tiem, piemēram, mūziku vai nepatīkamu, satriecošu politisko nezināšanu. Vēl ļaunāk, mēs klausāmies ierīci radio, tāpēc tas ir pilnīgs haoss. Astronomi nepalīdz, runājot par radio skaļiem objektiem. Mums vajadzētu tos saukt par radio gaišs , lai gan debesis zina, vai tas radītu mazāk neskaidrību.